Kosmiczne turbulencje bez pamięci

Naukowcom z Polski i USA udało się lepiej zrozumieć mechanizmy rozwoju turbulencji magnetycznych w przestrzeni kosmicznej wokół Ziemi. To wiedza, która ma znaczenie np. w badaniach nad tzw. pogodą kosmiczną, wpływającą na działanie satelitów i systemów komunikacyjnych.

Naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN, Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie oraz Southwest Research Institute w San Antonio (USA) badali turbulencje wiatru słonecznego w magnetosferze. Ich odkrycia przybliżają nas do lepszego zrozumienia, jak energia rozprasza się w kosmosie. O badaniach poinformował PAP prof. Wiesław Macek z CBK PAN w przesłanym PAP komunikacie.

W badaniach korzystano m.in. z danych zebranych w ramach misji kosmicznej NASA Magnetospheric Multiscale (MMS). W ramach tego projektu przeprowadzono wyjątkowo dokładne pomiary pola magnetycznego z rozdzielczością milisekundową. Dzięki temu udało się obserwować w bardzo małych skalach zjawiska zachodzące w plazmie kosmicznej.

Wyniki badań polsko-amerykańskiego zespołu pokazują, że turbulencje magnetyczne blisko Ziemi zachowują się jak tzw. procesy Markowa, czyli zjawiska "bez pamięci". W uproszczeniu oznacza to, że stan układu w danym momencie zależy wyłącznie od tego, co działo się chwilę wcześniej, a nie od całego przebiegu zdarzeń.

Znanymi przykładami procesów Markowa są chociażby ruchy Browna (chaotyczne ruchy cząstek zanurzonych w płynie) czy zjawisko bankructwa gracza - procesu, który sprawia, że hazardzista grający w grę o ujemnej wartości oczekiwanej ma coraz mniej pieniędzy i prędzej czy później zbankrutuje, niezależnie od stosowanego systemu obstawiania. Teraz do takich przykładowych procesów dołączyć można oficjalnie turbulencje atmosferyczne w mikroskali.

- Takie podejście może znaleźć zastosowanie nie tylko w astrofizyce, ale także np. w prognozowaniu pogody - zwrócił uwagę prof. Wiesław M. Macek, kierownik projektu NCN "Turbulencja i rekoneksja magnetyczna w środowisku kosmicznym Ziemi".

Wyniki, opublikowane w prestiżowych czasopismach międzynarodowych, pozwalają lepiej zrozumieć, jak energia ulega rozproszeniu w plazmie kosmicznej i stanowią ważny wkład w rozwój współczesnej fizyki przestrzeni kosmicznej.